柯勒照明

柯勒(August Kohler) 是十九世紀末蔡司廠的工程師，為了紀念他在光學領域的突出貢獻，後人把他發明的二次成像叫做柯勒照明。1893年。柯勒首先研發了一種完善的照明方法， 而成為一種能對樣品提供最佳照明的方式。隨後，由於這一方法能使樣品獲得均勻而又充份明亮的照明，而且又不會產生耀眼的眩光，因此，近代的實驗室用顯微鏡製造廠都紛紛推薦使用這一方法， 從而使得顯微鏡的使用人員可以發掘出顯微鏡的所有潛在能力。

基本介紹

• 中文名：柯勒照明
• 外文名：Kohler illumination
• 性質：照明方法
• 發明者：柯勒(August Kohler)

柯勒照明優點

柯勒照明克服了臨界照明的缺點，是研究用顯微鏡中的理想照明法。這種照明法不僅觀察效果佳，而且是成功地進行顯微照相所必須的一種照明法。

1. 燈絲不落在被檢物平面上，照明均勻；
   

2. 照明的熱焦點不在被檢物，不會灼傷被檢物；

3. 聚光鏡將視場光闌成像在被檢物平面處，改變大小可控制照明範圍。

柯勒照明原理

光源的燈絲經聚光鏡前組（科勒鏡）及可變光闌1（緊靠科勒鏡）後，燈絲像第一次落在聚光鏡後組（成像物鏡）的物方焦點處，此處有一光闌2，成像物鏡又將燈絲的一次像成像在像方無窮遠處。這樣在被檢物體的平面處沒有燈絲像的形成，不影響觀察。此外照明變得均勻。觀察時，可改變聚光鏡孔徑光闌的大小，使光源充滿不同物鏡的入射光瞳，而使聚光鏡的數值孔徑與物鏡的數值孔徑匹配。同時聚光鏡又將視場光闌成像在被檢物體的平面處，改變視場光闌的大小可控制照明範圍。

詳細說明如下：

(1) 由光源的燈絲1上任一點發出的光，經反光鏡系統2、光源的視場光闌3, 把已放大而又已會聚了的光源像, 投射於聚光鏡的孔徑光闌4所在的平面即聚光鏡的前焦平面上，而光源發光體的所有光點匯集起來，便在聚光鏡的孔徑光闌上形成了發光體的完整像。  從光學系統的原理來看, 就好像把光源的發光體正好擺在聚光鏡5下方的前焦平面上。 而從聚光鏡出射的照明光，就是發光體上所有發光點從各個方位上匯集起來的一束平行光，它穿越樣品使樣品上獲得充份的照明，因而從物鏡7成像的視域中看不到發光體(燈絲)的像，也就是不出現燈絲的條紋。
這一束平行的照明光束，實際上包含了光源的燈絲像與孔徑光闌的像，則由物鏡7會聚成像於物鏡的後焦平面8，這樣只要把目鏡從目鏡筒上拔出來望進目鏡筒內，就可以看到這兩個像。

(2) 視場光闌位於顯微鏡的底座上, 其位置正好是在聚光鏡的二倍焦距以外. 聚光鏡的托架上通常都設有聚光鏡高低位置的調節機構, 調節聚光鏡的高低位置就可把視場光闌成像於樣品平面上. 在樣品調焦清晰的同時也可看到清晰的視場光闌像; 視場光闌也位於光源的集光-聚光與反光鏡的前方, 照明光必須穿過它再投射於聚光鏡上, 在這裡它的主要功能只是調控投射到聚光鏡的照明光束直徑的大小; 它不能影響顯微鏡光學上的任何解析度，也不影響物鏡或聚光鏡的數值孔徑; 但視場光闌要利用聚光鏡的調中裝置把它調到視域的中央, 而它的大小只能是開大到正好消失在所用某一倍數物鏡時的視域邊緣上; 視場光闌對所觀察的成像視域消除眩光的作用較為重要, 而對成像反差的影響則較為次要. 但對本身就是低反差的樣品成像時, 用視場光闌來消除過多的照明光卻顯得特別的重要。

科勒照明的調整

(1) 取切片樣品，10倍物鏡下聚焦清晰；

(2) 視場光闌調至最小，上下調節聚光鏡，直至視場中可以看到光闌邊緣清晰成像；

(3) 調節聚光鏡對中螺絲，使光闌大致處於視場中央，再放大視場光闌，精細調節以使光闌像可以和視場外切；

(4) 每更換其它物鏡時，根據物鏡NA值調節聚光鏡孔徑光闌數值（物鏡NA*0.7）；實際使用時為得到較大景深，可以稍縮小孔徑光闌數值。

科勒照明的發展

此外，這種照明的熱焦點不在被檢物體的平面處，即使長時間的照明，也不致損傷被檢物體。2004年蔡司公司又在傳統柯勒式照明基礎上推出了帶有反光碗的全系統復消色差照明技術，消除照明色差，增強光的還原性，進而提高解析度，同時照明均勻而光效高。

柯勒照明光路圖